COLLAUDO

COLLAUDO (lat. collaudare "approvare")

Verifica sperimentale di costruzioni, macchine o materiali diversi, diretta ad accertare se essi siano idonei all'uso cui sono destinati.

Quando la cosa da collaudare è stata oggetto d'un contratto di compra-vendita, oppure di costruzione o di lavorazione per conto di terzi, il collaudo serve ad accertare se essa è conforme ai requis-ti contrattuali. Ha grande importanza per le forniture ad amministrazioni pubbliche e per le costruzioni da esse date in appalto. Durante la guerra mondiale il collaudo del materiale di artiglieria e, specialmente, dei proiettili e delle spolette costituì un servizio delicato e occupò numeroso personale. Non meno importante è il collaudo che si compie dai singoli fabbricanti come controllo della lavorazione, indipendentemente dai rapporti coi clienti.

Possono essere oggetto di collaudo:1. le materie prime, i materiali da costruzione, i singoli pezzi (semi-lavorati o finiti) di macchine, i singoli elementi delle costruzioni; 2. le macchine, gli apparecchi e le costruzioni finiti e pronti per l'uso.

Nel primo caso il collaudo consiste nella verifica, sia dei caratteri fisici o chimici, sia delle dimensioni delle cose da collaudare.

Nella moderna fabbricazione in serie, ciascuno degli elementi d'una serie di pezzi deve poter essere montato, senza ulteriori lavorazioni, con uno qualunque degli elementi delle serie degli altri pezzi, che insieme con esso costituiranno una macchina o un apparecchio; cioè, tutti i pezzi d'una serie debbono essere intercambiabili l'uno con l'altro. Perciò è necessario che abbiano tutti la stessa forma; sono tollerate soltanto differenze piccolissime nelle loro dimensionl (alcuni decimi, talvolta soltanto alcuni millesimi di millimetro). Il controllo delle dimensioni si compie per mezzo di calibri; in qualche caso con macchine speciali (p. es., nel caso dei rulli per cuscinetti). Pure con macchine apposite si verificano speciali requisiti come, p. es., l'equilibrio dinamico di parti di macchine destinate a ruotare con grandissima velocità.

Il secondo caso comprende il collaudo delle macchine e quello delle costruzioni.

Il collaudo d'una macchina consiste, non tanto nelle prove di resistenza e di qualità dei singoli suoi organi, quanto nel controllo delle caratteristiche della macchina dal punto di vista del suo funzionamento, al fine di stabilire se essa raggiunge il risultato pratico per il quale è stata costruita e acquistata dall'utente. Il collaudatore, caso per caso, avvisa ai mezzi più opportuni per verificare questo funzionamento. Nel caso, p. es., dei motori, egli ne verifica la potenza e il rendimento in varie condizioni di carico determinando, se occorre, tutte le caratteristiche del loro funzionamento, con una serie di prove. Nel caso d'una macchina costruita e messa in commercio allo scopo di compiere un determinato lavoro, con una determinata produzione e con un determinato assorbimento di energia per unità di tempo, il collaudatore verifica se queste condizioni sono realmente soddisfatte e, inoltre, se il lavoro della macchina viene compiuto a regola d'arte.

Collaudo delle costruzioni. - Il collaudo d'una costruzione comprende una serie di operazioni che consistono nel controllare: 1. la perfetta esecuzione del lavoro; 2. la sua corrispondenza coi dati di progetto; 3. l'esame delle qualità dei materiali e delle singole lavorazioni eseguite in confronto alle prescrizioni del contratto e del capitolato e alle buone norme costruttive; 4. la verifica della stabilitb della struttura, ove occorra, con particolari prove di carico; 5. l'esame della contabilità dei lavori e la liquidazione degli stessi, a norma delle prescrizioni di contratto; 6. la risoluzione di eventuali controversie sorte fra il committente e l'appaltatore durante l'esecuzione delle opere o subito dopo.

Questo complesso di operazioni, più o meno dettagliate, secondo la natura e l'importanza dell'opera, serve a constatare se il lavoro è stato eseguito come è prescritto e secondo le buone nome costruttive, e soprattutto se esso serve alla destinazione e allo scopo per il quale fu eseguito, e inoltre quale è il suo costo di liquidazione, secondo il contratto d'appalto.

Il collaudatore è in generale un ingegnere o architetto, che non abbia avuto ingerenza nell'esecuzione delle opere; solo in alcuni casi più semplici di costruzioni comuni e poco importanti, col consenso del committente, il collaudatore può essere lo stesso direttore dei lavori, se non sono sorti dubbî o controversie durante l'esecuzione. Per le opere eseguite per conto dello stato e di enti pubblici è prescritto che il collaudo debba essere eseguito da un ingegnere, che non abbia comunque preso parte alla redazione dei progetti, né alla sorveglianza o alla direzione dei lavori.

Le modalità del collaudo sono in generale precisate dal contratto e dal capitolato d'appalto dei lavori. Particolari disposizioni relative al collaudo sono precisate dai regolamenti vigenti per l'esecuzione di categorie speciali di opere, come p. es., in Italia, il vigente decreto-legge per le costruzioni in cemento armato; il regolamento che approva le norme tecniche di edilizia per le località sismiche, ecc. Anche i capitolati delle grandi aziende dello stato, come l'amministrazione delle ferrovie, delle provincie, dei comuni, ecc., prescrivono norme particolari di collaudo. Ma in genere tutti questi capitolati, salvo prescrizioni particolari, variabili da caso a caso, fanno riferimento alle norme dello stato, rese obbligatorie per le opere pubbliche, norme che nella parte generale sono definite ancora dal r. decr. 25 maggio 1895, n. 350, al cap. VI, e dal r. decr. 8 febbraio 1923, n. 422.

Il collaudatore, dopo aver preso visione dei disegni completi di progetto, delle relazioni di calcolo, dei dati di esecuzione e dei disegni delle eventuali varianti, dopo avere esaminato i documenti contabili e giustificativi prescrittì dal capitolato e dalla direzione, esegue le visite di collaudo alla presenza del direttore dei lavori e dell'appaltatore. Il collaudatore deve estendere la sua indagine fin dove è necessario, per accertarsi che tutte le parti dell'opera corrispondano al progetto e siano state eseguite secondo le buone regole della tecnica. Egli deve descrivere in un processo verbale tutte le operazioni eseguite nelle visite di collaudo e le verificazioni compiute, il numero e la località dei saggi eseguiti e i risultati ottenuti. Inoltre, egli deve controllare le qualità dei materiali adoperati. Se si tratta, per es., di strutture in ferro o cemento armato per le quali i regolamenti ufficiali o le disposizioni di capitolato prescrivono l'obbligo di prove determinate sopra i materiali usati (prima o durante la costruzione), il collaudatore deve richiedere ed esaminare i certificati di queste prove, rilasciati da un laboratorio ufficiale autorizzato. In mancanza di questi certificati o qualora non risulti in modo indubbio che la qualità dei materiali adoperati sia soddisfacente, egli deve sospendere le operazioni di collaudo, finché non sia provveduto come il caso particolare consiglia a eventuali rinforzi o anche a rifacimento di parti dell'opera. Per quanto riguarda le strutture portanti, travature, archi, solai, ecc., il collaudatore, dopo avere controllato le relazioni di calcolo e i disegni di progetto ed avere controllato l'esatta corrispondenza fra questi disegni e la struttura eseguita, procederà a prove di carico.

Le disposizioni relative dei diversi regolamenti e dei capitolati prescrivono le modalità di carico e ne fissano l'intensità e l'estensione. Per es., per il cemento armato le disposizioni relative fissano che, se la costruzione può essere caricata nei modi previsti dal calcolo statico, essa deve essere assoggettata a tale carico; diversamente si procederà al collaudo con carichi parziali che, caso per caso, il collaudatore dovrà determinare, affinché le sollecitazioni effettive risultino uguali a quelle contem. plate nei calcoli di stabilità. Le deformazioni elastiche effettive non dovranno mai superare quelle desunte dal calcolo. Per il cemento armato si prescrive ancora che le deformazioni permanenti non dovranno mai superare il 30% di quelle totali.

Le deformazioni si misurano con apparecchi speciali sensibilissimi, a quadrante, oppure scriventi, con approssimazione in generale fino al decimo oppure al ventesimo e qualche volta fino al centesimo di millimetro.

Apparecchi molto semplici sono i flessimetri a quadrante. Nelle figure 1 e 2 sono rappresentati due apparecchi della ditta Salmoiraghi, entrambi al ventesimo di mm., il primo con lancetta fissa e folle, il secondo con due indici per i millimetri e per i centimetri, arresto automatico degl'indici sul massimo. L'apparecchio si colloca sotto il punto di cui si vuol determinare lo spostamento, con l'asticciola superiore leggermente premuta contro la membratura. Gli abbassamenti vengono comunicati dall'asticciola alla lancetta per mezzo di un roteggio moltiplicatore e la lettura si eseguisce direttamente sul quadrante.

Un altro tipo è il .flessimetro Sacchi a nonio circolare, al decimo di mm. (fig. 3), il quale è comandato da un filo di acciaio, teso da un peso e avvolto a una puleggia. Questo flessimetro, anch'esso di uso molto semplice, è suscettibile di diverse applicazioni. Per esempio uno spostamento orizzontale, come l'escursione dell'estremità superiore di un muro di sponda o di canale, si può determinare come è indicato nella fig. 4, n. 1; la misura di variazione di lunghezza di membrature compresse o tese può essere definita come nella fig. 4., nn. 2,3. Per queste variazioni, generalmente piccolissime, il filo può essere disposto in diversi rami rimandati da una puleggia superiore (fig. 4, n. 3); la variazione di lunghezza verrà amplificata tante volte quanto è il numero dei rami.

La fig. 4, n. 4 mostra l'applicazio1ie del flessimetro a nonio per la determinazione della freccia elastica della chiave di un ponte. Altri tipi di flessimetro sono basati sull'uso di un collimatore. Il flessimetro Miozzi (fig. 4, n. 5) consta di un collare fissato rigidamente a un filo metallico e che può essere applicato a un comune tacheometro. Il filo metallico, fissato in alto al punto di cui si vuol misurare l'abbassamento, è teso fortemente in basso da una molla fissata ad un paletto infisso nel terreno. Gli spostamenti del collare fanno variare l'inclinazione del cannocchiale e gli spostamenti amplificati possono essere letti sopra una stadia a distanza.

Questi i principali tipi di flessimetri a lettura diretta. Numerosi sono anche i tipi registratori di cui il principale e molto usato in pratica è il flessimetro registratore Rabut (fig. 4, n. 8).

Il diagramma viene segnato sopra una striscia di carta avvolta ad un tamburo rotante A con velocità di un giro in 24 ore, o in 15 minuti, o in 26 secondi, o in 5 secondi. Il tamburo a mezzo di una levetta viene portato contro la punta scrivente S solidale con una leva SL, la quale consente di amplificare lo spostamento dell'asta C in un rapporto prestabilito che va da 5 a 20. Gli apparecchi scriventi sono i più adatti per definire il comportamento elastico di una struttura al passaggio di un carico. L'apparecchio si dispone a terra (fig. 4, n. 6) sotto la struttura alla quale è collegato con un filo di acciaio teso da una molla che trasmette lo spostamento all'asta C (fig. 4, n. 8) e quindi alla leva scrivente. Se il fondo non è accessibile si può collocare l'apparecchio sull'arco nel punto del quale si vuole determinare lo spostamento (fig. 4, n. 7).

Per misurare deformazioni orizzontali è indicata la disposizione della fig. 4, n. 9. Per misure di oscillazioni verticali e orizzontali, si usa anche l'oscillometro registratore Stoppani (fig. 5), nel quale il rapporto d'amplificazione può fissarsi fino a 10 : 1.

Tutti questi apparecchi risentono però dell'inerzia delle masse oscillanti, quindi i risultati sono semplicemente approssimati, tuttavia sufficienti per i casi più comuni della pratica. Per determinazioni più precise servono meglio apparecchi simili a sismografi.

Per la misura di variazioni angolari s'usano i clinometri, il cui organo essenziale è una livella di precisione. Un tipo molto usato è il clinometro Stoppani, di cui alla fig. 6. La livella ha una sensibilità da 2 a 3 secondi per due millimetri di divisione.

Altri apparecchi di maggiore precisione sono più adatti per determinazioni di carattere scientifico di laboratorio e non per i comuni collaudi della pratica. Talvolta è utile la misura di deformazioni locali sotto l'azione di determinati carichi. Può essere indicato il tensiometro tipo Okhuyzen (fig. 7) di cui la fig. 8 rappresenta lo schema.

Il tratto utile AA′, di cui si misura la variazione di lunghezza, può essere solo di pochi centimetri. Le asticelle nei punti B, C, D, E, sono collegate a cerniera. Variando la distanza AA′ l'asta AC ruota attorno alla cerniera B e muove a mezzo della CE l'asta DL, che con lo spostamento dell'estremità L della lancetta dà la misura ingrandita dello spostamento relativo di AA′.

Dallo spostamento si risale alla tensione applicando la relazione fra la dilatazione, la tensione e il modulo di elasticità.

Molti altri tipi di tensiometri presenta la tecnica moderna, alcuni dei quali registratori, come quello di Fereday-Palmer, basato su misura ottica della dilatazione, oppure il tensiometro Schäfer, che si fonda sulla diversità dei suoni emessi da corde vibranti diversamente tese.

Le deformazioni rilevate con gli apparecchi, confrontate con quelle desunte dal calcolo, dànno un'idea sufficientemente precisa della stabilità della struttura.

Riscontrando difetti, il collaudatore, con prove opportune da fissare caso per caso, deve accertarsi che non siano tali da compromettere la stabilità dell'opera, affinché questa possa essere adibita all'uso per cui fu progettata. Se i difetti riscontrati sono di poca entità e facilmente riparabili, il collaudatore deve indicare le prescrizioni necessarie perché l'opera possa dichiararsi provvisoriamente accettabile.

Dopo avere constatato la regolarità dell'esecuzione e la stabilità della struttura, il collaudatore la dichiara collaudabile e passa alla verifica della contabilità dei lavori per definire la liquidazione finale.